1
Equilibrio de precipitación
2
Equilibrios de solubilidad
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Kps = [Ag+][Cl-]
Kps es la constant e del producto de solubilidad
MgF2 (s) Mg2+ (aq) + 2F- (aq) Ksp = [Mg2+][F-]2
Ag2CO3 (s) 2Ag+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ag+]2[CO3
2-]
Ca3(PO4)2 (s) 3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq) Ksp = [Ca2+]3[PO3
3-]2
Disolución de un sólido iónico en agua:
Q = Ksp Disolución saturada
Q < Ksp Disolución insaturada No precipita
Q > Ksp Disolución sobresaturada Precipita
3
Escribe la expresión de Kps de las siguientesespecies:a) Carbonato de magnesio b) Hidróxido ferrosoc) Fostato cálcido d) Sulfuro de plata
Ksp = [Mg2+][CO32-]
Ksp = [Fe2+][OH-] 2
Ksp = [Ca2+]3[PO43-]2
Ksp = [Ag+]2[HS-][OH-]
a) MgCO3(s) Mg2+(aq) + CO32-(aq)
b) Fe(OH)2(s) Fe2+(aq) + 2OH- (aq)
c) Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+(aq) + 2PO43-(aq)
d) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
S2-(aq) + H2O(l) HS-(aq) + OH-(aq)
Ag2S(s) + H2O(l) 2Ag+(aq) + HS-(aq) + OH-(aq)
4
5
Solubilidad molar (mol/L) es el número de moles de solutodisueltos en un 1 L de una disolución saturada.
Solubilidad (g/L) es el número de gramos de soluto disueltosen 1 L de una disolución saturada.
6
¿Cuál es la solubilidad del AgCl en g/L ?
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Inicial (M)
Cambio (M)
Equilibrio (M)
0.00
+s
0.00
+s
s s
s = Ksp√ = 1.3 x 10-5
[Ag+] = 1.3 x 10-5 M [Cl-] = 1.3 x 10-5 M
Solubilidad AgCl = 1.3 x 10-5 mol AgCl
1 L soln143.35 g AgCl
1 mol AgClx = 1.9 x 10-3 g/L
Ksp = 1.6 x 10-10 = [Ag+][Cl-] = s2
7
Relación entre la solubilidad y Kps a 250C
Fórmula Kps Solubilidad (M)
MgCO3 3.5 x 10-8 1.9 x 10-4
PbSO4 1.6 x 10-8 1.3 x 10-4
BaCrO4 2.1 x 10-10 1.4 x 10-5
Ca(OH)2 5.5 x 10-6 1.2 x 10-2
BaF2 1.5 x 10-6 7.2 x 10-3
CaF2 3.2 x 10-11 2.0 x 10-4
Nº de iones
2
2
2
3
3
3
3 Ag2CrO4
Catión:Anión
1:1
1:1
1:1
1:2
1:2
1:2
2:1 2.6 x 10-12 8.7 x 10-5
8
9
Si se añaden 2 mL de NaOH 0.2 M a 1 L de CaCl2 0.1 M, ¿se formará un precipitado?
Los iones presentes en la disolución son Na+, OH-, Ca2+, Cl-.
Solamente es posible la precipitación de Ca(OH)2.
¿Es Q > Kps para el Ca(OH)2?
[Ca2+]0 = 0.100 M [OH-]0 = 4.0 x 10-4 M
Kps = [Ca2+][OH-]2 = 8.0 x 10-6
Q = [Ca2+]0[OH-]02 = 0.10 x (4.0 x 10-4)2 = 1.6 x 10-8
Q < Kps No se formará ningún precipitado
10
Precipitación fraccionada
Cuando en una disolución hay varios iones capaces de precipitar con un reactivo común es posible precipitar escalonadamente dichos iones en determinadas condiciones, hasta llegar a un punto en que la precipitación puede ser simultánea.
A1- + B+ A1B
A2- + B+ A2B
Si K(A1B) < K(A2B)
K(A1B) = [A1-][B+]
K(A2B) = [A2-][B+]
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)=
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)>
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)<
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)=
Precipitará sólo A1-
Precipitará sólo A2-
Precipitaran ambos en esa relación
11
A una disolución que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ por litro, se añade H2SO4 diluido hasta comienzode precipitación. Indicar la naturaleza del precipitadoformado.
K(SrSO4)
K(BaSO4)=
2,8 × 10-7
10-10 = 2800
1087
=[Sr2+] = 0,1150,01137
=[Ba2+] = 7,2 × 10-5
[Sr2+][Ba2+]
0,1157,2 × 10-5= = 1570
1570 < 2800, luego precipita BaSO4
12
Efecto del ion común en la solubilidad
adición CrO42-
PbCrO4(s) Pb2+(aq) + CrO42-(aq)
13
El efecto del ion común y la solubilidad
La presencia de un ion común disminuye la solubilidad de la sal.
¿Cuál es la solubilidad molar del AgBr en (a) aguapura y (b) NaBr 0.001 M?
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
Kps = 7.7 x 10-13
s2 = Kps
s = 8.8 x 10-7
NaBr (s) Na+ (aq) + Br- (aq)
[Br-] = 0.0010 M
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
[Ag+] = s [Br-] = 0.0010 + s ≈ 0.0010
Kps = 0.0010 x s s = 7.7 x 10-1016.8
+ s + sCI 0.001
E 0.001 + ss
14
El efecto salino y la solubilidad
La presencia sales extrañas aumenta la solubilidad de la sal.
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Kps = 1.6 x 10-10 = |Ag+ | × |Cl-|
Al ↑ [salina] ↑la fuerza iónica(I) ↓fAg+ y fCl- → ↑ [Ag+] y [Cl-], el AgCl se disolverá en mayor proporción
= [Ag+]×fAg+ [Cl-]×fCl-
[Ag+]×[Cl-] = 1.6 x 10-10
fAg+ × fCl-
- log f = O,5 Zi2 √ I ; I = ½ ΣCiZi
2 = ½ (C1Z12 + C2Z2
2 + …..)
15
pH y solubilidad: efecto del ion común
La presencia de un ion común disminuye la solubilidad.
Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)
Kps = [Mg2+][OH-]2 = 1.2 x 10-11
Kps = (s)(2s)2 = 4s3
4s3 = 1.2 x 10-11
s = 1.4 x 10-4 M
[OH-] = 2s = 2.8 x 10-4 MpOH = 3.55 pH = 10.45
A pH inferiores a 10.45
↓ [OH-]
OH- (aq) + H+ (aq) H2O (l)
quitamos
Aumenta la solubilidad Mg(OH)2
A pH superiores a 10.45
↑ [OH-]
añadimos
Disminuye la solubilidad Mg(OH)2
16
pH y solubilidad
1. Los precipitados formados por un anión básico (BO3-, CrO3
2-, C2O4
2-...) se disuelven en ácidos fuertes (por formación de un ácido débil).
BaCO3 + 2H+ Ba2+ + H2CO3
H2CO3 CO32- + 2H+ CO2 + H20
2. Los precipitados formados por un catión ácido (NH4+) se
disuelven en bases fuertes (por formación de una base débil).
NH4+ + OH- NH3 + H2O
17
¿Cómo afecta a la solubilidad de los compuestos iónicosla adición de H3O+ procedes de un ácido fuerte?
a) PbBr2 b) Cu(OH)2 c) FeS
Br- es el anión de un ácido fuerte. No tiene ningúnefecto.
OH- es el anión un ácido débil (agua). Por tanto el equilibrio se desplaza hacia la derecha y aumenta la solubilidad.
S2- es el anión de un ácido débil y reacciona con el agua paraproducir iones OH-.
La formación de ambos ácidos débiles aumenta la solubilidaddel FeS.
a) PbBr2(s) Pb2+(aq) + 2Br-(aq)
b) Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH-(aq)
c) FeS(s) Fe2+(aq) + S2-(aq)
FeS(s) + H2O(l) Fe2+(aq) + HS-(aq) + OH-(aq)
18
Equilibrio de iones complejos (T. de Werner)
Ion complejo : ion que contiene un catión metálico central unido a una o más moléculas o iones.
Co2+ (aq) + 6NH3 (aq) [Co(NH3)6]3+ (aq)átomo central
ligandosíndice de coordinación
Ligando : moléculas o iones que rodean al metal en un ion complejo y que tiene al menos un par de e- no compartidos.
H
O
H
• • •• • •
H
N
HH• •
••Cl• •
••-
••C O••
Compuesto de coordinación : especie neutra que contieneuno o más iones complejos.
[Co(NH3)6]Cl3
Ácido Lewis Base Lewis
19
Equilibrio de iones complejos (T. de Werner)
Un ion complejo es un ion que contiene un catión metálicocentral unido a una o más moléculas o iones.
Co2+ (aq) + 4Cl- (aq) CoCl4 (aq)2-
Kf =[CoCl4 ]
[Co2+][Cl-]42-
La constante de estabilidad o de formación (Kf) es la constante del equilibrio para la formación del ion complejo.
Co(H2O)62+ CoCl4
2-
Kfestabilidadcomplejo
átomo central
ligandosíndice de coordinación
20
Compuestos de coordinación
Átomo donador: Átomo de un ligando que está unidodirectamente al átomo metálico.
H
O
H
• • •• • •
H
N
HH
Número de coordinación : El número de átomos donadoresque rodean al átomo metálico central en el ión complejo.
Ligandos con:
Un átomo donor monodentado
Dos átomos donadores bidentado
Tres átomos donadores polidentado
H2O, NH3, Cl-
etilendiamina
EDTA
21
H2N CH2 CH2 NH2• • • •
Ligando bidentado Ligando polidentado(EDTA)
Los ligandos bidentados y polidentados reciben el nombre de agentes quelantes
Compuestos de coordinación
22
Algunos ligando comunes
23
¿Cuál es el número de oxidación del metal en K[Au(OH)4] y en [Cr(NH3)6](NO3)3 ?
OH- tiene carga -1
K+ tiene carga +1
? Au + 1 + 4x(-1) = 0
Au = +3
NO3- tiene carga -1
NH3 no tiene carga
? Cr + 6x(0) + 3x(-1) = 0
Cr = +3
24
Nomenclatura de los compuestos de coordinación
1. El catión se escribe antes que el anión.
2. Primero se nombran los L en orden alfabético, y al final el ion metálico.
3. El nombre de los L anionicos terminan en -o. Los L neutrostoman el nombre de la molécula, excepto el H2O (acuo), CO (carbonilo) y NH3 (amino).
4. Cuando hay mas de un L se utilizan los prefijos di-, tri-, tetra-, penta-, y hexa-. Si el L ya contiene uno de estos prefijos, se utilizan los prefijos bis, tris, y tetraquis.
5. El EO del metal se escribe con nº romanos entre paréntesisdespués del nombre del metal.
6. Si el complejo es un anión, su nombre termina en –ato.
25
26
27
¿Nombra el compuesto [Cr(H2O)4Cl2]Cl ?
Cloruruo de tetraacuodiclorocromo(III)
Escribe la fórmula del sulfato de tris(etilendiamino)cobalto(II)
[Co(en)3]SO4
28
Nombra o formula: a) Na3[AlF6], b) b) [Co(en)2Cl2]NO3, c) tetraaminebromochloroplatinum(IV) chloride, d) hexaaminecobalt(III) tetrachloro-ferrate(III)
a) El ion complejo es [AlF6]3-.
Los ligandos son seis (hexa-) fluoruros (fluoro-): hexafluoroEl aluminio es el ion metálico central: aluminato
El ion aluminio sólo tiene número de oxidación +3, por lo que no se necesita ningún numeral.
hexafluoroaluminato sódico
29
b) Hay dos ligandos, el cloro y el etilendiamino: dicloro, bis(etilendiamino)
Es un complejo cationico y el EO del Co lo escribimos con nºromanos (III)
El anión nitrato, se nombra al principio.
Nitrato de diclorobis(etilendiamino)cobalto(III)
Cloruro de tetraaminobromocloroplatino(IV)c) 4 NH3 Br
-Cl�-
Cl-
Pt4+
[Pt(NH3)4BrCl]Cl2d)
hexaaminecobalt(III) tetrachloro-ferrate(III)6 NH3 Co3+ 4 Cl- Fe3
+
[Co(NH3)6][Cl4Fe]3
30
31
Qualitative Analysis of
Cations
32
Flame Test for Cations
lithium sodium potassium copper
33
Cr(NH3)63+, un ion complejo típico
34
Constantes de formación (Kf) de algunos iones complejos a 25 ºC
35
Una industria química convierte Zn(H2O)42+ en
Zn(NH3)42+, más estable, mezclando 50 L de
Zn(H2O)42+ 0.002M y 25 L de NH3 0.15M. ¿Cuál es la
[Zn(H2O)42+] final? Kf del Zn(NH3)4
2+ = 7.8 x 108.
[NH3]inicial = (25 L)(0.15M)75 L
= 5 x 10-2M
[Zn(H2O)42+]incial =
75 L= 1.3 x 10-3M
(50L)(0.002M)
Zn(H2O)42+(aq) + 4NH3(aq) Zn(NH3)4
2+(aq) + 4H2O(l)
[Zn(NH3)42+]
[Zn(H2O)42+][NH3]4
Kf = = 7.8x108
36
InicialCambioEquilibrio
1.3x10-3 5.0x10-2 0 --1.3x10-3 -4(1.3x10-3M) (+1.3x10-3) -
x 4.5x10-2 1.3x10-3 -
Kf =[Zn(NH3)4
2+]
[Zn(H2O)42+][NH3]4
= 7.8x108 =1.3x10-3
x(4.5x10-2)
x = 4.1x10-7M
Zn(H2O)42+(aq) + 4NH3(aq) Zn(NH3)4
2+(aq) + 4H2O(l)
37
En el revelado de una pelicula en blanco y negro, el exceso de AgBr es eliminado mediante una disoluciónacuosa de tiosulfato sódico (), produciendosa la formación del ion complejo Ag(S2O3)2
3-. Calcula la solubilidad del AgBr en a) H2O; b) Na2S2O3 1M. Kf del Ag(S2O3)2
3- es 4.7x1013 y Kps AgBr es 5.0x10-13.
s = [AgBr]disuelto = [Ag+] = [Br-] Kps = s2 = 5 x 10-13; s = 7.1 x 10-7M
a)
b)
AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq) Kps = [Ag+][Br-] = 5 x 10-13
AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq)
Ag+(aq) + 2S2O32-(aq) Ag(S2O3)2
3-(aq)
AgBr(s) + 2S2O32-(aq) Br-(aq) + Ag(S2O3)2
3-(aq)
38
Kglobal = Kps x Kf = [Br-][Ag(S2O3]23-
[AgBr][S2O32-]2
= (5.0x10-13)(4.7x1013) = 24
InicialCambioEquilibrio
--
-
1-2s
1 – 2s
0 0+s +s
s
Kglobal =s2
(1 – 2s)2 = 24 s1 - 2s
= (24)1/2
S = [Ag(S2O3)23-] = 0.45M
AgBr(s) + 2S2O32-(aq) Br-(aq) + Ag(S2O3)2
3-(aq)
s
39
• Por:
Dr. J.A. Organero Gallego
www.quimicafisica.es
Universidad de Castilla la-Mancha
UCLM
Recommended